CN102007310B - 滑动轴承 - Google Patents

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Abstract

滑动轴承(5)由一对对开轴承(11、12)构成，在它们的对接面(11B、12B)的邻接位置设有挤压退让隙(11E、12E)。另外，在上述对接面(11B、12B)的内方的边缘部形成倒角部(11D、12D)，另外，在倒角部(11D、12D)的中央侧形成集尘兜(15)。上述挤压退让隙(11E、12E)与处于它们的邻接位置的滑动面(13)构成的相对的角度(α)设定在0.69°以上。润滑油内的杂质(14)从挤压退让隙(11E、12E)的侧部开口顺利地排出到外部，难以进入到滑动面(13)。与以往相比，能够提供耐烧结性优良的滑动轴承。

Description

滑动轴承
技术领域
本发明涉及一种滑动轴承，更为详细地说，涉及使一对对开轴承对接而构成为圆筒状的滑动轴承。
背景技术
以往，已知这样的滑动轴承(例如专利文献1～专利文献3)，该滑动轴承使一对对开轴承对接而构成为圆筒状，而且，在处于上述各对开轴承的对接面的邻接位置的内周面设置了挤压退让隙(クラツシリリ一フ)。
这样的现有的滑动轴承在使一对对开轴承相互对接而将整体形成为圆筒状之际，在两对开轴承的对接面的邻接位置存在上述挤压退让隙，从而能够容许对接面近旁的变形。
专利文献1：日本实开平2-102014号公报
专利文献2：日本特开平3-255222号公报
专利文献3：日本特开2002-188636号公报
发明内容
可是，以往一般的滑动轴承的上述挤压退让隙与邻接于其的滑动面所成的相对的角度α为比较小的角度。即，如图6(b)所示，在以往的滑动轴承中，例如设挤压退让隙的长度L为6.5mm，设自由端侧的深度(最大深度)d为0.035mm，在该场合，挤压退让隙与处于其邻接位置的滑动面所成的相对的角度α为0.309°。而且，在这里，挤压退让隙的长度L和深度d如以下那样规定，即，假想从对接面向内方侧延长的假想直线A，将从挤压退让隙的内方侧的端部B到上述假想直线A的垂线的距离为挤压退让隙的长度L。另外，假想从挤压退让隙的内方侧的端部B延长滑动面的曲线而与上述假想直线A相交的假想圆弧线C，此时，设从两假想线A、C的交点P到形成倒角部之前的挤压退让隙的自由端B′的直线距离为挤压退让隙的深度d。
根据本申请的发明者进行了的试验和研究得到这样的结论，即，以往的滑动轴承由以下那样的原因导致耐烧结性差。即，如图6(a)所示，在这种滑动轴承中，从旋转轴(曲轴)的油孔流出来的润滑油通过挤压退让隙、倒角部内，从其两侧部的开口排出到外部。此时，混入了润滑油的较小的杂质与润滑油一起排出到滑动轴承的外部，但一部分，特别是大于旋转轴与滑动轴承的间隙的大的杂质(例如
Figure BPA00001245348200021
以上的杂质)进入到滑动轴承的滑动面与旋转轴间。这样，如图6(a)所示，处于供油路径的大的杂质没有完全从旋转轴的油孔排出，而是按挂在油孔的那样的状态在滑动轴承内环行。该杂质的环行有时在滑动轴承的滑动面产生多重线状伤痕，该线状伤痕使润滑油膜破断，使得旋转轴与滑动轴承发生固体接触，导致烧结。
鉴于上述情况，第一项发明的滑动轴承使一对对开轴承的对接面相互抵接而整体形成为圆筒状，而且，将上述两对开轴承的内周面构成为滑动面，另外，在处于上述对接面的邻接位置的两对开轴承内周面形成挤压退让隙，而且，在成为与该挤压退让隙的边界的上述对接面的内周缘形成倒角部；其中：
使上述挤压退让隙与处于其邻接位置的滑动面所成的相对的角度为0.69°以上地设定上述挤压退让隙的深度和长度，而且使上述倒角部的倒角尺寸为0.1～0.6mm。
另外，第二项发明的滑动轴承使一对对开轴承的对接面相互抵接而整体形成为圆筒状，而且，将上述两对开轴承的内周面构成为滑动面，另外，在处于上述对接面的邻接位置的两对开轴承内周面形成挤压退让隙，而且，从该挤压退让隙到上述对接面形成集尘兜(ダストポケツト)；其中：
使上述挤压退让隙与处于其邻接位置的滑动面所成的相对的角度为0.69°以上地设定上述挤压退让隙的深度和长度。
按照这样的构成，能够提供一种滑动轴承，该滑动轴承如基于后述的试验结果也能够理解的那样，与以往的滑动轴承相比，耐烧结性优良。
附图说明
图1为表示本发明一实施例的发动机的要部的剖视图。
图2为图1的要部的放大图。
图3为图2的要部的放大图。
图4为图3所示要部的立体图。
图5为表示图3的要部的正视图。
图6为表示现有技术的剖视图。
图7为表示作为试验对象的各滑动轴承的规格的图。
图8为表示对于图7的滑动轴承的试验条件的图。
图9为表示挤压退让隙的不同长度条件下的滑动轴承的杂质排出性的试验结果的图。
图10为表示挤压退让隙的不同深度条件下的滑动轴承的杂质排出性的试验结果的图。
图11为表示挤压退让隙的不同尺寸条件下的滑动轴承的杂质排出性的试验结果的图。
图12为表示倒角部11D、12D的不同尺寸条件下的滑动轴承的杂质排出性的试验结果的图。
图13为表示集尘兜15的不同长度条件下的滑动轴承的杂质排出性的试验结果的图。
图14为表示集尘兜15的不同宽度条件下的滑动轴承的杂质排出性的试验结果的图。
附图标记说明
1...曲轴(旋转轴)  2...曲轴
3...滑动轴承      11、12...对开滑动轴承
11A、11B、12A、12B...对接面
11D、12D...倒角部  11E、12E...挤压退让隙
具体实施方式
下面，关于图示实施例说明本发明。图1表示机动车用发动机的曲轴1及其周边的剖视图。本实施例的机动车用发动机具有气缸体2、上述曲轴1、滑动轴承3、及滑动轴承5；该曲轴1具有轴颈部1A和曲柄销1B；该滑动轴承3作为能够自由旋转地枢支该曲轴1的轴颈部1A的主轴承；该滑动轴承5设于连杆4，作为能够自由旋转地枢支上述曲柄销1B的连杆轴承。
滑动轴承3通过使上下一对对开轴承3A、3B而构成圆筒状，该滑动轴承3由轴承盖6和多个螺栓7安装在气缸体2。
在上述气缸体2的所需要的位置形成上下方向的润滑油通道2A。对应于润滑油通道2A的下端部的位置，在滑动轴承3的上方侧的对开轴承3A形成半径方向孔3C，还从该半径方向孔3C连续地在对开轴承3A的内周面(滑动面)形成油槽3D。
在曲轴1的轴颈部1A形成由直径方向的贯通孔构成的第一润滑油通道8。另外，从接近第一润滑油通道8的一端的轴颈部1A的外周面到曲柄销1B的外周面的位置形成倾斜方向的第二润滑油通道9。
按照以上的构成，如润滑油从图中未表示的油泵排出，则该润滑油在通过气缸体2的润滑油通道2A后，经由对开轴承3A的半径方向孔3C和油槽3D，被导入到轴颈部1A的第一润滑油通道8，由此进行作为主轴承的滑动轴承3的滑动面的润滑。另外，润滑油的一部分通过第二润滑油通道9供给到滑动轴承5的滑动面13与曲柄销1B间，进行两构件的滑动部分的润滑。
如图2及图3放大表示的那样，作为连杆轴承的滑动轴承5由半圆形的上方侧的对开轴承11和半圆形的下方侧的对开轴承12构成，使该一对对开轴承11、12中的相向位置的对接面11A、12A、11B、12B相互抵接，整体上形成为圆筒状。另外，由两对开轴承11、12的内周面11C、12C构成圆筒状的滑动面13，由该滑动面13能够自由旋转地枢支曲柄销1B的外周面。
如图3～图4放大表示的那样，在两对开轴承11、12的各对接面11A、11B、12A、12B的内方侧的边缘部，相对于周向按45度的角度形成倒角部11D、12D，还在成为这些各倒角部11D、12D的邻接位置的内周面11C、12C形成挤压退让隙11E、12E。
另外，在本实施例的滑动轴承5中，在各倒角部11D、12D的轴向的中央侧，从各对接面11A、11B、12A、12B到挤压退让隙11E、12E形成切口部11F、12F，由这些上下的切口部11F、12F的内部空间构成能够收容杂质14的集尘兜15。
如上述那样，在本实施例的发动机中，如从泵排出润滑油，则该润滑油供给到曲轴1的轴颈部1A与滑动轴承3间，而且，通过曲柄销1B的第二润滑油通道9还供给到曲柄销1B的外周面与滑动轴承5的滑动面13间，在滑动面13形成油膜。另外，润滑油的一部分通过处于邻接位置的挤压退让隙11E、12E内及曲柄销1B与滑动面13间从成为轴向两端侧的开口朝外方排出。此时，混入到了润滑油内的微小的杂质4中的、比挤压退让隙11E、12E的深度小的杂质14通过挤压退让隙11E、12E内，从它们的轴向两端的开口部排出到外部。
然而，本实施例以如上述那样构成的滑动轴承5为前提，并且假想外径0.5mm左右大小的杂质14混入了润滑油的场合，如以下那样地设定上述挤压退让隙11E、12E的尺寸及倒角部11D、12D的尺寸等。
即，如图5所示，挤压退让隙12E的长度L设定为3.5mm，另外，挤压退让隙12E的深度d设定为0.08mm。在这里，在本实施例中，如以下那样定义挤压退让隙12E的长度L和深度d。即，在该图5中，假想从对接面12A向内方侧延长的假想直线A，将从挤压退让隙12E的内方侧的端部B到上述假想直线A的垂线的距离规定为挤压退让隙12E的长度L。另外，在假想从挤压退让隙12E的内方侧的端部B延长滑动面12C的曲线、与上述假想直线A相交的假想圆弧线C时，设从两假想线A、C的交点P到形成倒角部12D之前的挤压退让隙12E的自由端B′的直线距离为挤压退让隙12E的深度d。
通过将挤压退让隙12E的长度L和深度d设定为上述尺寸，在本实施例中，挤压退让隙12E和处于其邻接位置的内周面12C所成的相对的角度α为1.309°。由于滑动轴承5的轴径相对于挤压退让隙12E的长度L及深度d足够大，所以，如将假想圆弧线C与直线近似，则该角度α能够表示为tanα＝d/L。
从后述的试验结果可以看出，以使该角度α为0.69°以上的方式设定挤压退让隙12E的长度和深度，由此，与现有技术相比，能够提高滑动轴承5的耐烧结性。
如根据图6(b)在上面所说明的那样，在以往一般的滑动轴轴承中，挤压退让隙与滑动面构成的角度α例如为0.309°左右，而本实施例的滑动轴承5的上述角度α设定在以往的约2倍以上。
另外，在本实施例中，倒角部12D的倒角尺寸设定为0.45mm，或设定为30°×0.45mm。倒角部12D的尺寸只要相应于容许的杂质的大小设定即可，但作为倒角的截面角度45°只要为0.10～0.60mm即可。如为0.20～0.60mm则更理想。
另外，切口部12F的轴向尺寸最好与曲柄销1B的第二润滑油通道9的内径相等，或控制在对开轴承12的轴向尺寸(宽度)的30％～70％左右的尺寸。这是因为，如设定比其大的尺寸，则润滑油从挤压退让隙12E的轴向两端的开口部超出必要地泄漏，因此，油压异常地下降，或必要油量增加，需要重新确定润滑油泵容量。
另外，切口部12F的深度设定在假想混入润滑油的杂质14的大小以上为基本条件，最好设定为上述挤压退让隙12E的深度的5倍左右，或与倒角部12D的倒角尺寸相同，或比其还深0.2mm左右。这是因为，为了将从曲柄销1B的第二润滑油通道9侵入到滑动轴承5内的杂质14确实地排出、捕捉到集尘兜15，需要杂质14的大小以上的深度。在本实施例中，假想为
Figure BPA00001245348200061
左右的杂质14进行试验。
上述尺寸设定用于根据图5说明下方侧的对开轴承12中的一方的挤压退让隙12E、倒角部12D及切口部12F的尺寸的详细情况，对开轴承12的另一方侧及上方侧的滑动轴承11的挤压退让隙11E、倒角部11D及切口部11F的尺寸也设定为与图5所示挤压退让隙12E、倒角部12D及切口部12F同样的尺寸。
按照这样构成的本实施例的滑动轴承5，如图3所示，如混入到润滑油内的杂质14到达挤压退让隙11E、12E内，则这些杂质14中的较小的杂质从挤压退让隙11E、12E的侧部的开口排出，较大的杂质收容在由倒角部11D、12D形成的空间、集尘兜15。
另外，在本实施例中，挤压退让隙11E、12E与邻接位置的滑动面13构成的角度α变大为以往的2倍左右，所以，即使杂质14残留在挤压退让隙11E、12E内，该杂质14也难以进入到滑动面13与曲柄销1B的外周面间。另外，杂质14中的一部分被压入而埋藏到挤压退让隙11E、12E内的较软的轴承合金内。为此，按照本实施例的滑动轴承5，不易由杂质14在滑动轴承5的滑动面13产生由杂质14导致的线状伤痕，因此，能够提供耐烧结性优良的滑动轴承5。
而且，本发明的滑动轴承的挤压退让隙与以往的滑动轴承的挤压退让隙由于从该处流出的润滑油量大体相同，所以，能够极力地抑制机动车用发动机的润滑油供油压力的下降。
下面，说明成为将本实施例的滑动轴承5的挤压退让隙11E、12E等设定为上述尺寸的依据的试验结果。
图7表示为了进行电动回转试验而改变挤压退让隙11E、12E的长度L和深度d，使上述相对的角度α不同的各滑动轴承5的尺寸，图8表示相对于图7所示各滑动轴承5进行了的电动回转试验的试验条件。
如图8所示，在该电动回转试验中，投入的12个金属杂质，判定产生于滑动轴承4的滑动面13的伤痕的条数为几条。伤痕的条数为单侧气缸侧体3缸的滑动轴承(即按对开轴承计算合计6片)的伤痕的合计。
图9(a)、(b)、(c)表示电动回转试验的试验结果，其中，作为滑动轴承5设挤压退让隙11E、12E的深度d为一定，使挤压退让隙11E、12E的长度变化，从而改变了相对的角度α。
该图9(a)中的轴承规格1表示以往的滑动轴承，轴承规格9、3、6为没有上述集尘兜15的轴承，轴承规格10、11、12为设置了上述集尘兜15的轴承。
从该图9(a)～(c)的试验结果可以得知，关于挤压退让隙11E、12E的上述相对的角度α较大时伤痕的条数变少，更为详细地说，从图9(b)可以理解，如角度α在0.69°以上，则杂质从滑动轴承5的排出性良好。
另外，从图9(c)的试验结果可以看出，在设置了集尘兜15的场合，深度40μm以上的伤痕完全不产生。
下面，图10(a)、(b)的例子表示上述以外的由发动机进行的电动回转试验的结果。即，在其试验条件中，作为滑动轴承5，挤压退让隙11E、12E的长度L为一定，使挤压退让隙11E、12E的深度d改变，从而改变了相对的角度α。
该图10(a)中的轴承规格(4)n＝1、(4)n＝2分别表示本实施例的滑动轴承，轴承规格5表示以往的滑动轴承。在这些所有的轴承中形成上述集尘兜。
从该图10(a)、(b)的试验结果可以得知，与挤压退让隙11E、12E相关的上述相对的角度α较大时伤痕的条数少。更为详细地说，从图10(b)可以看出，如相对的角度α在0.69°以上，则杂质从滑动轴承5的排出性良好。
然后，根据上述图10的试验结果，如上述那样，以使本实施例的滑动轴承5的挤压退让隙11E、12E的相对的角度α为1.309°的方式设定挤压退让隙11E、12E的长度L和深度d。
图11(a)～(c)表示由别的电动回转试验进行的滑动轴承的杂质排出性试验。图11(a)、(b)表示进行了试验的滑动轴承的规格和试验的结果。另外，图11(c)表示电动回转试验的试验条件。在该试验中，也与上述图8的试验的场合同样，投入
Figure BPA00001245348200081
的8个金属杂质，判定在滑动轴承5的滑动面产生的伤痕的条数为几条。伤痕的条数为4气缸分的滑动轴承(即按对开轴承计算共为8片)的伤痕的合计数量。
从图11(a)所示试验结果可以看出，不到10μm的伤痕的条数在本发明品1、2中为以往品的1/3以下。另外，从图11(b)的试验结果可以看出，通过将挤压退让隙11E、12E的上述相对的角度α设为0.69°以上，伤痕的条数大幅度减少。
考虑该试验结果，如上述那样，与挤压退让隙11E、12E相关的上述角度α从杂质排出性看，最好在1°以上。
图12表示设挤压退让隙11E、12E为一定的场合的、关于它们的相向位置的倒角部10D、12D的尺寸和杂质排出性的试验结果。试验条件与图11(c)所示条件相同。
图12(a)所示试验对象的滑动轴承为以往规格和本发明品(1)、(2)。从图12(b)所示试验结果可以看出，设置了集尘兜15的本发明品(1)、(2)的伤痕条数比以往品少。即，与以往品相比，本发明品(1)、(2)的杂质排出性良好。另外，比较本发明品(1)和本发明品(2)可以理解，倒角部11D、12D的尺寸大时对轴承的烧结产生致命影响的超过40μm的伤痕完全没有，而且，40μm以下的细小伤痕也变少，所以，杂质排出性良好。
根据该试验结果，在本实施例的滑动轴承5中，将倒角部11D、12D的尺寸设定为上述的0.1～0.6mm，但如设定为0.2～0.6mm则更理想。
图13(a)～(d)表示相对于规定的挤压退让隙11E、12E的尺寸改变了集尘兜15的尺寸的场合的滑动轴承5的杂质排出性的试验结果。
从该图13(a)～(d)的试验结果可以推断，在以往的挤压退让隙的尺寸设定中，集尘兜的长度越长，则伤痕的条数越少，但在挤压退让隙11E、12E深、对接面11A、11B、12A、12B的内周部的倒角尺寸大时，集尘兜15的长度的影响看不到有意义的差别。可以认为，这是因为杂质的大小
Figure BPA00001245348200091
和处于对接面11A、11B、12A、12B的内方侧的倒角部11D、12D的间隙(挤压退让隙深度+倒角宽度)为相同程度，所以未显现出效果，可以推断，在杂质的大小更大的场合，会显现出集尘兜15的效果。
尤其从图13(c)中观察，可以认为，当挤压退让隙11E、12E的长度L短、且深度d大时，集尘兜15的有无跟滑动轴承5的滑动面13上产生的伤痕的数量没有关系。
图14表示设滑动轴承5的集尘兜15的长度为一定、改变了集尘兜15的宽度的场合的滑动轴承5的杂质排出性的试验结果。从该图14的试验结果可以得知，即使改变集尘兜15的宽度，滑动轴承5的杂质排出性也没有这么大的差异。
可以认为，这是因为从曲柄销1B的第二润滑油通道
Figure BPA00001245348200101
排出的杂质14为第二润滑油通道9的的直径的1/10左右，而且由曲柄销1B的环行使杂质14集中到轴承宽度的中央附近(即第二润滑油通道9的中央侧)，为此未能看到改变集尘兜15的宽度的影响。
然而，可以认为，为了将异形的杂质确实地捕捉到集尘兜15内，最好集尘兜15的宽度为与曲柄销1B的第二润滑油通道9的直径相等或在其以上。
在上述图1～图5所示第1实施例的滑动轴承3中，在对接面11A、11B、12A、12B的内周缘设置倒角部11D、12D，但这些倒角部11D、12D也可不设置。另外，也可省略上述集尘兜15。
另外，在上述实施例中，说明了将本发明适用于作为连杆轴承的滑动轴承5的场合，但当然可以在作为主轴承的滑动轴承3适用上述构成和尺寸设定的本发明。

Claims (3)

1.一种滑动轴承，使一对对开轴承的对接面相互抵接而整体形成为圆筒状，而且，将上述两对开轴承的内周面构成为滑动面，另外，在处于上述对接面的邻接位置的两对开轴承的内周面形成有挤压退让隙，并以对上述滑动面供给润滑油的方式构成，其特征在于：
从上述挤压退让隙内到上述对接面在周向上设有能够收容杂质的集尘兜，被构成为，混入润滑油内的小的杂质通过上述挤压退让隙被排出到滑动轴承的外部，而且，混入润滑油内的大的杂质被上述集尘兜收容，
上述集尘兜由切口部构成，该切口部从上述挤压退让隙内形成到上述对接面的轴向中央部，该切口部的深度被设定在假想混入润滑油的杂质的大小以上的尺寸。
2.根据权利要求1所述的滑动轴承，其特征在于：构成上述集尘兜的切口部的轴向尺寸被设定为上述对接面的轴向尺寸的30％～70％，另外，上述挤压退让隙的长度被设定为2～5mm，而且，上述挤压退让隙的深度被设定为0.06～0.13mm。
3.根据权利要求1或2所述的滑动轴承，其特征在于：在成为与上述挤压退让隙的边界的上述对接面的内周缘形成有倒角部，上述切口部将上述倒角部的轴向中央部切去而形成，该切口部的深度被设定为上述挤压退让隙的深度的5倍左右，进而，上述倒角部的倒角尺寸为0.1～0.6mm。
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